KR0171869B1 - 타임 도메인 무선 송신 장치 - Google Patents

Abstract

도면은 송신기(10)를 도시한 것이며, 발진기(12)는 100KHz의 기본 주파수가 4-디바이드 제산기(14)내로 공급되도록 한다. 이같은 4-디바이드 제산기(14)는 25KHz 출력신호가 조정된 전력전원(16)내로 공급되도록 발생시킨다. 조정된 전력전원(16)의 출력은 송신을 위해 송신기(10)의 출력단(8)으로 공급된다. 임펄스 안테나(200)는 한 모노사이클을 발생시킨다. 이같은 장치는 잡음에 의해 불명료하게 된다.

Description

타임 도메인 무선 송신 장치

제1도는 타임 도메인(time domain) 시스템의 컴비네이션 블록의 개략적 도면.

제1b도는 제1도에 도시된 송신기에 대한 출력단계 형태에 대한 개략적 도면.

제2도는 본 발명에 의해 완성된 타임 도메인 수신기의 블록도면.

제3도는 제1도와 1b도에 도시된 회로의 전기적 파형을 설명적으로 도시한 도면.

제4도는 제2도에 도시된 회로의 동작에 대한 전기적 파형을 설명적으로 도시한 도면.

제5도는 본 발명에 따라 구성된 기본 레이다 시스템의 전기적 블록도면.

제6도 및 7도는 본 발명에 따라 안테나의 구성을 설명한 도면.

제6a도는 본 발명에 따라 구성된 안테나의 선택적 형태.

제7a도는 한 선택적 안테나 배열을 도시한 도면.

제8도 및 9도는 안테나 배열을 도식적으로 도시한 도면.

제10-15도는 신호 전송을 실시하기 위해 안테나를 충전 및 방전시키는데 사용된 각기 다른 스위칭 장치를 설명한 도면.

제16도는 특히 장비 조사에서 사용하기 위한 레이다 시스템을 설명한 도면.

제17도는 상기 레이다 시스템의 수정을 도시한 도면.

제18도 및 19도는 목표의 3차원 위치를 위한 전송 및 수신 안테나 배열장치를 설명한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 송신기 14 : 제산기

16 : 전원장치 18 : 출력단계

22 : 모듈레이터 24 : 저항기

25,32,37,41 : 레지스터 27 : 콘덴서

28 : 비교기 33 : 신호발생기

34 : 마이크로폰 35 : 증폭기

60 : 트리거 변압기 61 : 발광 다이오드

62,64 : 이차 권선 65 : 전원

200 : 안테나 222 : 변조회로

224 : 발생기 226 : 믹서

227 : 발진기 230 : 주파수 디바이더

246 : 차동증폭기 248,250 : 적분기

252 : 증폭기 254 : 비교기

256 : 지연장치 258 : 플립플롭

260 : 저역통과필터 262 : 확성기

312 : 제어장치 315 : 계수기

316 : 발진기 317 : 메모리 유닛(기억장치)

318 : 송신기 321 : D/A 변환기

323 : 트리거 발생기 335 : 스위치

350 : 아날로그 적분기 352 : 증폭기

354 : 샘플 및 유지 유닛 356 : A/D 변환기

362 : 디지털 적분기 408 : 펄스변압기

410 : 동축 케이블 420 : 제너 다이오드

426 : 광섬유 454 : 트리거 변압기

500 : 송신기 501 : 신호발생기

502 : 제산기 504 : 계수기

506 : 아날로그 지연 유닛 509 : D/A 변환기

512 : 안테나 514 : 믹서

516 : 템플레이트(template)발생기

522 : 적분기 526 : 고역통과필터

528 : 저역통과필터 610 : 수신기

618 : 템플레이트 발생기 650,652 : 믹서

656,658 : 단기 적분기 664 : 차동 증폭기

700 : 안테나 708,710,711 : 수신기

712,714,716 : 메모리 유닛 804 : 송신안테나

812 : 수신 안테나 820 : 비교기

822 : 표시기

본 발명은 무선장치에 관한 것이며, 기본적인 모노 사이클이 D.C 펄스로부터 발생되고 공간내로 전송되며, 결과적으로 발생된 에너지 버스트가 주파수 분산이 일어나므로써, 스펙트럼 밀도는 기본적으로 주변 잡음과 합하여지게 되나, 이들 버스트와 관련된 정보는 회복이 가능하도록 한 것이다.

무선 전송은 대개 주파수 채널링(channelling)의 관점으로부터 접근된다.

따라서 공존하는 규칙이 있는 무선 전송은 각기 다른 주파수 또는 주파수 채널의 할당에 의해 특히 같은 지리학적 영역내에서 각기다른 사용자에게 허용이 가능하다. 주파수가 허용되지 않는 전송을 용인하는 것은 이같은 개념과는 거리가 멀다. 주파수 응답을 제한시키지 않는다는 생각은 기존의 주파수가 지정되지 않은 서비스가 있는 havoc를 발생시킨다고 보여지나, 적어도 이론적으로는 무선 스펙트럼을 중첩해서 사용하는 것이 가능하리라고 여겨졌다. 한가지 제의된 방법은 대략 1 나노세컨드 이하인 매우 짧은 무선펄스가 대개 3 내지 4개의 극성로브를 포함하는 짧은 버스트 신호를 전송하므로써 이상적으로 응답하게 되는 광대역 안테나로 적용되고, 이는 에너지 차원에서 가장 자주 사용된 무선주파수 스펙트럼중 상측 부분(100 메가사이클이상), 즉 기가헤르쯔 중간 영역까지에 걸쳐 신호 에너지를 포함한다. 충격이 가해진 무선 전송에 대한 논의는 타임 도메인(time domain) 전자기학 및 그 응용, Proceedings of the IEEE, Vol. 66, No. 3, March 1978. 의 서적에서 설명된다. 상기 서적은 기저대역 레이다에 대한 기술의 사용을 의미하며, 5 내지 5,000피이트 까지의 범위가 제의된다. 지적된 바와 같이 이제는 12년이 지난 1978년에 발간된 이같은 책자는 동 기술의 상업적 응용을 달성하는데 거의 성공하지 못했다.

당해 기술의 이론적 및 실험적 시험 모두로부터 당해 기술이 성공하지 못하게된 데는 몇가지 원인이 있다. 한가지는 전송되어질 주파수의 대역이 극히 넓으므로써 안테나에서 매우 많은 필요조건을 내세운다는 것이다. 안테나는 대개 제한된 주파수 대여폭으로 만들어지며 주파수에서 상당한 변화를 가져오는때 각기 다른 크기의 안테나 또는 각기다른 안테나를 선택함이 필요하게 된다. 광 대역 안테나가 일반적으로 존재하지는 않으나, 본원 발명자는 바이콘(bicone), 혼(horn), 그리고 긴 주기식을 포함하는 여러 타입을 고려하였으며 그 어느것도 임펄스 라디오 및 레이다 사용이 실험실을 지나 퍼지게 할수 있는 실용적인 안테나를 제공하지 못함을 밝혀내었다.

무선에 대한 임펄스 또는 타임 도메인 기술의 사용을 어렵게하는 두 번째 문제는 특히 거의 어느곳에서도 존재하는 높은 기존주변 방사선 존재하에 모노사이클 버스트가 만드는 광 스펙트럼의 존재를 효과적으로 수신하고 탐지하는 것이다. 이상적으로는 필요한 안테나가 전송된 스펙트럼을 기본적으로 균등하게 재생시킬 것이며, 수신기는 그것이 경쟁해야 하는 대개 높은 잡음 크기에도 불구하고 그것이 사용될 수 있도록 하는 특수한 특성을 갖을 것이다. 본원 발명자가 개입하기 이전의 기술 수준은 한계값 또는 한계값 게이트(threshold gate) 탐지의 사용을 포함한다. 한계값 탐지는 단순히 선택된 한계 크기보다 높은 신호의 통과를 가능하게 한다. 이같은 접근에서의 문제는 잡음 신호 크기를 초과하기 위해 충분한 크기를 갖는 임펄스 발생 신호를 전송하면 잡음을 발생시키는 기존의 무선서비스는 받아들여질 수 없도록 방해를 얻을 수 있다는 것이다. 어떤 이유로해서, 예를들어 50MHz로부터 약 5GHz까지 포함된 넓은 신호 스텍트럼에 의해 발생된 바이어스 때문에 간섭성 탐지의 가능성은 불가능한 것으로 생각되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기의 모든 문제를 해결하는 임펄스 또는 타임 도메인(또는 기저벤드) 전송 시스템을 제공하는 것이며, 통신 원격측정, 항해, 및 레이다를 포함하는 모든 무선 레이다 방식 사용에 대한 실질적인 문제를 제거하는 완전한 임펄스 타임 도메인 전송 시스템을 제공하도록 한다.

안테나 문제와 관련해서, 본원 발명자는 응용된 D.C.임펄스를 기본적으로 한 모노사이클로 번역하는 진정한 펄스-응답 안테나를 결정하였다. 이 중극자는 종래 배트 윙(bat wing) 안테나의 완전한 리버스(역)이며 이같은 이중극자의 두 삼각형 요소는 이들의 베이스가 가깝게 인접하여 있도록 하고 두 삼각형 요소의 꼭지점 사이 한 라인에 의해 양분되는 베이스상의 거의 인접한 점들에서 구동된다. 이같은 양분의 선은 두 삼각형 요소의 측면 또는 높이 크기를 표시하게 될 것이다.

또다른 고려사항으로서, 과거에는 전력제한이 전송 안테나로의 수백볼트의 가해진 신호 에너지 적용으로 제한되어 왔다. 이는 두 개의 금속 전극사이에서 샌드위치되며 안테나의 요소에 가깝게 결합된 다이아몬드 재료와 같은 보통은 절연의 수정구조에 의해 형성된 전송기 스위치에 의해 극복될 수 있다. 이같은 재료는 이들 다이아몬드의 경우에는 자외선인 적절한 광선으로 여기시키어 전도성이 있거나 다소 저항이 낮은 상태로 스위치된다. 이와 같이 해서, 어떠한 금속 트리거 통신선도 안테나로 연장되지 않는다. 그렇지 않았더라면 방서선을 픽-엎하였으며 이를 재방사시키어 안테나로의 신호 결합에 나쁜 영향을 끼치고 이로부터 방사된 신호를 간섭하였을 것이다. 이는 신호 버스트의 길이를 연장케 하며 따라서 명백히 나쁜 영향을 미치게 한다.

무선수신기와 관련해서, 유사한 수신 안테나가 상기에서 설명된 바와같은 전송을 위해 사용된다. 두 번째로, 전송된 신호의 것과 동위상의 시간 신호가 통신 또는 원격측정, 또는 예를 들어 레이다의 경우에서처럼 송신기로부터 직접 수신된 신호로부터 탐지된다. 다음에, 단순한 반주기 에너지인 동위상의 시간신호가 수신된 신호와 혼합되거나, 곱하여져서 변조 또는 목표의 위치를 결정하도록 한다.

또한 전송된 버스트 신호는 타임 패턴으로 변경될 수 있다(통신 또는 원격측정에 대한 변조 패턴에 추가하여)이는 시스템의 보안을 크게 증가시키며 신호를 거의 모든 잡음신호, 즉 전송된 버스트 신호와 비동기식인 잡음신호로부터 쉽게 구별시킨다. 이는 연속적 전송으로부터의 복귀사이에서 범위의 모호함을 발생시키게 될 가변 또는 디더(dithering)가 없는 레이다로 빠른 반복 속도의 사용을 가능하게 한다. 버스트 신호는 계단식 전압 변화가 설명된 바와같이 임펄스-응답 안테나에 적용되는 때 발생된 신호들이다.

본 발명의 또다른 특징으로서, 버스트 신호의 반복 속도는 예를 들어 100MHz 까지 혹은 그 이상이며, 이는 매우 넓은 주파수 분산을 가능하게 하며, 따라서 정해진 전체 전력크기에서 한 주파수에서의 에너지는 극히 작으며, 따라서 기존의 무선 주파수 기초 서비스로 간섭의 문제를 효과적으로 제거시킨다.

본 발명의 또다른 특징은 이동하는 목표가 목표의 속도로서 신호들을 혼합하고 이중적분하여 한 대역통과 필터를 사용하므로써 탐지된다는 것이다. 이같은 방식을 사용되는 때 두 개의 수신채널이 이상적으로 사용되고, 입력되는 신호가 선택된 범위에 의해 곱하여지며, 혹은 시간간격을 갖게되고, 또다른 채널에서 국지적으로 발생된 다소 지연된 신호에 의해 동일한 입력신호를 혼합하며, 지연은 1 모노사이클의 대략 1/4-1/2 시간이다. 이는 분리된 일련의 전송을 사용하지 않고 목표의 구분을 달성시킨다.

본 발명의 또다른 특징은 멀티플 라디에이터 또는 수신기가 한 배열 장치에서 사용될 수 있으며, 이들의 결합된 효과는 감지된(혹은 전송된) 출력의 시간이 같거나 변화된 것으로 나타내지게 되며 이에 의해 안테나의 정면에 직각인 경로를 강조하거나 선택된 신호 지연 경로에 의해 달성된 정상의 경로로부터 벗어난 방향이 조정된 한 경로를 유효한 것으로 하도록 한다.

본 발명의 또다른 특징은 무선 안테나 요소가 반사경의 정면에 놓이게 되며, 이때 요소와 반사경사이의 거리가 요소 또는 요소들로부터 반사경으로 그리고 대개 약 3인치인 다시 요소들까지로의 전송 시간으로 나타내지며, 이것이 약 9인치인 요소들의 선단간(tip-to-tip) 거리이게 된다.

본 발명의 한 바람직한 특징에 따라, 시간 간격이 있는 일련의 펄스를 발생시키기 위한 펄스발생장치, 이차원적(평면)으로 관찰되는 때 대략 삼각형 윤곽의 한쌍의 요소들을 포함하는 그리고 이들 쌍의 베이스가 평행이며 인접해 있는 임펄스 응답 전송 안테나, D.C. 전력 전원, 그리고 상기 펄스 발생 수단에 응답하며 전술한 D.C. 전력전원에 결합되고 상기 전송 안테나로 적용된 전력상태와 적용되지 않은 전력사이에서 전력을 스위칭하기 위해 안테나의 인접한 베이스사이에서 연결가능한 그래서 반송파없는 일련의 시간 간격 A.C. 버스트 펄스를 발생시키도록하며 이들을 자유공간으로 전송시키기도 하는 스위칭 수단을 포함하는 무선 송신기, 공간내에 존재하는 반송파없는 상기 A.C. 버스트 신호로부터 유도된 수신된 신호인 한 신호를 수신하기 위한 신호 수신 수단, 상기 수신된 신호와 관련해서 시간-극성 간섭을 갖는 한 템플레이트 신호를 제공하기 위한 간섭 신호 발생 수단, 상기 템플레이트 신호와 수신된 신호를 곱하고 곱셈 신호들을 제공하기 위한 신호 혼합수단, 그리고 상기 곱셈 신호에 응답하여 상기 곱셈 신호 전체의 한 선택된 기능인 한 통합신호를 제공하도록 하는 적분수단을 포함하는 무선수신수단, 그리고 상기의 한 통합신호에 응답하여 상기 수신된 신호와 템플레이트 신호사이의 교정을 나타내는 한 출력을 제공하도록 하는 출력 수단을 포함하는 타임-도메인역 무선송신장치가 제공된다.

제1도에서, 그리고 먼저 송신기(10)와 관련해서, 100KHz의 기저 주파수가 대개 수정에 의해 조정되는 발진기에 의해 발생된다. 펄스 신호인 발진기의 출력은 4-디바이드 제산기(14)로 가해지며 그 출력에서 제3도의 파형A에서 도시된 25KHz, 0-5볼트 펄스 신호를 제공하도록 한다. 파형에 대한 알파벧 문자 표시로 해당 파형을 나타내는 것외에 또다른 도면설명은 하지 않는다. 25KHz 출력은 일반 전송 신호로 사용되며 전원장치(16)로의 한 입력으로 사용된다.

4-디바이드 제산기(14)의 출력은 한 신호 베이스로 사용되며 마찬가지로 콘덴서(20)를 통해 펄스위치 모듈레이터(22)로 공급된다. 펄스위치 모듈레이터(22)는 구형파 입력을 파형 B에서 도시된 삼각파로 변환시키는 저항기(24)와 콘덴서(26)로 된 RC 회로를 그 입력에서 포함한다. 상기 삼각파형은 레지스터(25)를 통해 비교기(28)의 비반전 입력으로 공급된다. 콘덴서(27)에 의해 필터된 기준 양 전압은 역시 비교기(28)의 비반전 입력으로 공급되며, 이는 저항기(32)를 통해 D.C. 바이어스 전압전원(30)의 + 5볼트 단자로부터 공급된다. 따라서, 예를들어, 파형 C에 의해 도시된 바와 같이 비-반전 입력에서는 상측으로 바이어스된 삼각파가 나타나게 된다.

비교기(28)의 실제 전도 수준은 저항기(38)와 저항기(32)를 지나 전원장치(30)로부터 바이어스되는 때 콘덴서(36)와 저항기(37)를 통해 비교기(28)의 반전 입력으로 공급된 입력 신호에 의해 결정된다. 결합된 신호 입력 바이어스가 파형 D로 설명된다. 신호입력은 필요하다면 증폭기(35)에 의해 증폭된 마이크로폰(34)의 오디오 출력이 될 것이다. 선택에 따라 스위치가 닫혀진 때, 이는 상기 오디오 출력과 예를들어 신호발생기의 출력에 의해 제공된 신호디더(dirher) 전압의 합이 될 것이다. 오프셀 또는 예를들어 신호 발생기는 도시된 바와 같이 사인(sign), 이진신호 또는 다른 신호를 제공하며, 이는 이진 신호 A를 제공하는 것으로서 표시될 수 있을 것이다. 따라서 발생기는 제로전압과 몇가지 이산 전압사이에서 변화하는 일련의 이산전압 펄스로서 한 이진 신호 전압을 제공한다. 따라서 상기 설명된 입력 컴비네이션에 의해, 비교기(28)의 출력은 삼각형파 신호(40)(파형 E)가 유효 변조신호(42)보다 큰때 포지티브 포화값으로 상승할 것이며 변조신호(42)가 삼각형파 신호(40)보다 큰때에는 네가티브 포화값으로 떨어진다. 이같은 비교기(28)의 출력신호가 파형 F에서 도시되고, 그 효과는 지능신호와 사용된 디더신호의 합에 대한 함수로서 이같은 파형에서 도시된 펄스의 턴-온과 턴-오프(turn-off)를 변화시키는 것이다. 따라서 한 진폭 신호로부터 펄스 위치 변조가 실시된다. 상기 디더신호는 시간 위치의 추가된 이산 패턴이 전송된 한 신호로 포함될 수 있도록 하며, 따라서 수신 및 복조를 위해 이를 필요로 하고, 디더신호는 정확히 재생된다. 비교기(28)의 출력과 관련해서, 우리는 신호의 후연(44)을 사용하는데 관심이 있으며, 이같은 후연은 신호 변조의 함수로서 시간 위치가 변화하게 된다. 이같은 신호파형의 후연은, 파형 F에서, 온(on) 모노를 트리거하거나, 대략 50 나노세컨드의 온(on)타임을 갖는 단안정 멀티 바이브레이터(46)를 트리거하며, 그 출력이 파형(G)내에 도시된다. 설명의 목적을 위해, 관련된 파형의 적절한 전연 또는 후연은 적절히 배치되며, 펄스폭과 간격(브레이크 라인에 의해 표시된 바와 같이, 간격은 40 마이크로세컨드이다)은 축적대로 도시되지 않는다. 따라서 펄스 파형 G의 전연은 후연(44)(파형 F)에서의 시간과 일치되며 파형 G펄스사이의 시간위치는 비교기(28)로의 입력 변조 신호 함수로 변경된다.

모노(46)의 출력은 다이오드(48)를 통해 레지스터(50)를 지나 트리거 증폭기로서 동작되는 NPN 트랜지스터(52)의 베이스 입력으로 가해진다. 트랜지스터는 예를들어 5 볼트 전원(30)의 + 5볼트 단자(29)로부터 콜렉터로의 1.5KΩ의 저항(54)을 통해 바이어스된다. 대략 0.1mf 의 용량을 갖는 콘덴서(56)는 트랜지스터(52)의 콜렉터와 접지사이에 연결되어 전 바이어스전위가 트랜지스터의 50 나노세컨드의 짧은 턴-온 간격동안에 트랜지스터에서 나타날 수 있도록 한다. 트랜지스터(52)의 출력은 에미터와 접지 사이에서 트리거 변압기(60)의 일차선에 결합된다. 또한 트랜지스터(52)는 콜렉터 부하 저항기를 경유하여 공동의 에미터 구조로 연결된 애벌랜치 트랜지스터를 통해 변압기(60)를 구동시킬 수 있다. 가파른 파두(wave front)를 갖는 변압기(60)를 구동시키기 위해, 애벌랜치로 동작되는 트랜지스터는 이상적이다. 트리거 변압기(60)의 동일한 이차 권선(62)(64)은 전력출력 단계(18)의 NPN 애벌랜치, 또는 애벌랜치 모드로 동작되는 트랜지스터(66)(68)로 베이스-에미터 입력을 분리해서 공급한다. 비록 두 개가 도시되긴 하였으나, 적절히 결합되는 때 하나 또는 두 개 이상이 사용될 수 있다.

애벌랜치 모드로 동작되는 트랜지스터(66)(68)의 경우, 그같은 모드는 특별히 금속 캔(metal can)이 있는 2N2222와 같은 것으로 지정되지 않는한 여러 가지 타입의 트랜지스터로부터 가능하다. 애벌랜치 모드는 때때로 두 번째 파괴 모드를 의미하는 것이며, 트랜지스터가 이같은 모드로 동작되는 때 그리고 온으로 트리거되는 때, 이들의 저항은 신속히 매우 낮아지게 되고(내부적으로 거의 광속으로), 그리고 이들은 콜렉터 전류가 전도를 차단할 정도로 충분히 떨어질 때까지 (몇 마이크로 암페어) 그와같은 상태로 유지될 것이다. 2N4401 타입과 같은 다른 트랜지스터 역시 신뢰할수 있는 애벌랜치 특성을 나타낼 것이다.

상기에서 설명된 바와같이, 임펄스 안테나(200)는 저항기(67)(69)를 통해 D.C. 전원(65)에 의해 상기에서 논의된 바와 같은 트랜지스터(66)(68) 애벌랜치 전압 합인 전체 전압으로 충전된다. 저항기(67)(69)는 트랜지스터(66)(68)가 상기 논의된 바와 같이 바이어스 되어질 저항 값을 갖는다. 저항기(71)(73)는 비교적 저항값이 작으며 안테나의 차단 주파수 이하에서 에너지를 수신하도록 조정된다. 동작시에, 한 펄스가 펄스 변압기(60)의 일차권선(58)으로 가해지는 때, 트랜지스터(66)(68)는 온(on)이 되며, 저항기(71)(73)를 통해 안테나 요소(204)(206)를 효과적으로 단락시킨다. 이 같은 작용은 극히 빠르게 발생되며, 한 신호가 펄스파형 G(그러나 다소 둥글게 처리됨)로 도시된 바와 같이 발생된다. 안테나(200)는 파형 H에서 도시된 일반 형상의 모노사이클을 전송시키도록 펄스 G를 미분화한다.

제1b도는 송신기의 한 출력 단의 한 선택적 실시예를 설명한다. 이는 예를들어 2N3033과 같은 빛에 응답하는 애벌랜치 트랜지스터(63)을 사용한다는데서 제1a도에서 도시된 것과는 크게 상이하다. 유사한 부분에는 제1도에서 도시된 것과 유사한 번호가 붙여지나 첨자a가 붙게 된다. 트랜지스터(63)는 레이저 다이오드 또는 빠른 턴-온 LED(발광 다이오드)(61)에 의해 트리거 되며, 이들 다이오드는 제1도에서 도시된 바와 같이 동작되는 애벌랜치 트랜지스터(52)에 의해 구동된다. 광에 의해 움직여지는 애벌랜치 또는 다른 애벌랜치 방식으로 동작되는 반도체 스위치(존재하거나 곧 시판되는)를 사용하므로써, 혹은 이들을 직력연결시키므로써 전원(65)의 전압은 수 킬로볼트 범위로 상승되며, 따라서 전원의 출력이 바람직한 만큼 높아질 수 있도록 한다. 이점과 관련해서 그리고 본 발명의 특별한 특징으로써, 빛에 의해 트리거되며 갈률 아센나이드(gallium arsenide)의 애벌랜치 방식으로 동작되는 스위치가 사용된다.

다시 제1도를 보게되면, 엘리먼트(204)(206)를 갖는 모노사이클 발생 안테나(200)의 출력은 대개 떨어져 있는 공간을 통해 전송되며 예를들어 제2 위치에서의 수신기 안테나(200)(제2도)와 같은 유사한 광대역 안테나에 의해 수신된다.

제2도는 특히 시 영역 전송신호를 수신하고 탐지하도록 적용된 무선수신기를 설명한다. 또한 이는 제1도에서 도시된 이진 순서 A발생시(33)에 의해 제공하는 것과 같은 특정 오프셀 또는 디더(dirther)신호, 아날로그 또는 디지털과 혼합된 지능을 탐지하기 위한 시스템을 설명한다. 따라서 제1도의 스위치(39)가 닫혀져 있으며 송신기(10)에 의해 전송된 신호가 마이크로폰(34)로부터의 지능신호가 이진 순서 A발생기(33)의 출력과 합산되는 것이고, 따라서 송신기(10)의 펄스 위치 출력이 펄스 위치가 지능과 오프셀 또는 디더 신호 모두의 함수인 것으로 추정될 것이다. 따라서 전송된 신호는 이진 순서 A의 타임 오프셀 패턴에 의해 영향을 받은 펄스위치의 변화를 받게되는 펄스위치 변조 신호로서 설명될 수 있다.

송신기(10)로부터의 전송된 신호는 안테나(200)(제2도)에 의해 수신되며, 이같은 신호는 두 기본회로인 변조회로(222)와 템플레이트 발생기(224)로 공급된다. 이같은 시스템에 따라, 전송된 신호의 한 복사신호, 파형 H(제4도)가 수신된 신호의 탐지를 실시하기 위해 사용되며, 기본탐지는 멀티플라이어 또는 멀티플라잉 믹서(226)에서 수행된다. 최대의 응답을 위해, 제4도에서 파형 T1으로 재생된 템플레이트 신호는 하기에서 설명되는 바와 같이 입력에서의 위상에 접근하여 믹서(226)로 적용되야 한다. 변조의 함수로서 제6도의 파형에서 감지할 수 없을 정도의 크기만큼 차이가 있으며 대개 1 나노세컨드 펄스에 대하여 약 ±200 피코세컨드의 스윙(swing)이 있게될 것이다. 이와같은 거의 동기화를 달성하기 위해 템플레이트 발생기(224)는 수신된 신호에서 그 동작을 동기화하는 제어전압에 의해 동작되는 수정 제어식 그러나 전압 제어식 발진기(227)를 사용한다.

발진기(227)는 송신기(10)의 반복 속도보다 훨씬 높은 주파수로 동작되며, 그 출력은 주파수 디바이더(230)에 의해 송신기(10)의 디바이더(14) 출력과 동일한 25KHz의 동작 주파수로 분할된다.

이진 순서 A 발생기(33)에 의해 제공된 것과 동등한 디더(dither) 패턴을 발생시키기 위해, 유사한 발생기(228)는 한 프로그램가능 지연회로(232)로 이진의 변환전압을 제공하며, 상기 지연회로(232)는 지능 변조로 합하여 지는때 제1도의 이진 순서 A발생기(33)에 의해 실시되는 것과 상응하는 지연패턴을 상기 디바이더(230)의 신호출력으로 적용시킨다. 따라서 예를들어, 이는 참고번호 4,2,6 및 8의 4개의 8비트 이진 단어일 수 있으며, 같은 패턴이 이진의 순서 A발생기(33)에 의해 발생되었으며 송신기(10)에 의해 전송된다. 이는 반복되는 이진 패턴인 것임을 알 수 있다. 따라서 프로그램 가능 지연회로(232)은 그것이 디바이더((230)로부터 수신하는 한 펄스를 4개의 유닛에 의해 지연시킨다. 다음에, 숫자(2)에 대해 행하여지며 4개의 숫자 순서가 끝날 때까지 계속된다. 따라서, 이 같은 순서는 계속 반복된다. 두 개의 이진 순서 발생기가 동기되어 동작되도록 하기 위해 상기 순서의 시작시간은 수신기와 통신되거나, 충분한 수의 신호 입력 펄스에 대하여 신호가 샘플링되어 동기화 시스템의 동작에 의해 동기화를 만들도록 한다. 이는 하기에서 설명된다. 반복가능한 순서가 제의되기는 하지만, 한 순서 시작신호의 전송에 의해서처럼 두 발생기사이 동기화가 있는 동안은 그리고 이를 탐지하고 사용하기 위한 수단의 수신기내에 준비가 있는 동안은 그럴 필요는 없을 것이다.

프로그램가능한 지연(232) 또는 그 출력에 연결된 두 번째 지연 장치는 그것이 동작될 관련회로에서 고유한 회로지연을 다룰 일반 지연 회로를 추가로 제공한다. 이는 하기에서 설명된다. 어떠한 경우에도, 이들의 혼합인 지연회로의 지연된 출력은 템플레이트 발생기(234)의 입력으로 제공될 것이며, 파형 T1처럼 제4도에서 설명된 전송된 신호의 한 재생을 발생시키도록 적용된다. 차동 증폭기(246)은 기본적으로 발진기(227)로 한 교정 또는 오류신호를 적용하기 위해 필요한 D.C. 전압을 제공하는 작용을 하며 믹서(226)로 입력 신호 EA의 평균시간과 정확히 같은 위상의 재생신호 Ti 가 제공되도록 한다.

가장 가까운 신호를 발생시키기 위해, 입력신호 EA는 템플레이트 발생기(234)의 템플레이트 신호 출력중 시간상 떨어져 있는 두 재생신호에 의해 곱해진다. T1 으로 나타내진 이들중 첫 번째는 믹서(236)에서 입력신호 EA에 의해 곱해지며 두 번째 템플레이트 신호 T2는 믹서(238)에서 입력신호 EA에 의해 곱해진다. 제6도에서 지적되는 바와같이 T2는 지연장치(240)에 의해 템플레이트 신호 T1의 주요로브 P 지속기간의 1/2 기간동안 신호 T1으로부터 지연된다.

믹서(236)의 출력은 적분기(242)내에서 적분되며, 그 출력은 지연장치(232)에 의해 트리거되는 때 샘플 및 유지 유닛(244)에 의해 표본 추출 및 유지된다. 샘플 및 유지유닛의 출력, 입력신호 EA 및 IT1 곱의 적분은 차동증폭기(246)의 비-반전 입력으로 가해진다. 유사하게 믹서(238)의 출력은 적분기(248)에 의해 지연장치(232)에 의해 트리거되는 때 샘플 및 유지(250) 회로에 의해 표본추출되며 유지되고, 입력신호 EA와 템플레이트 신호 T2의 통합곱은 차동증폭기(246)의 반전 입력으로 가해진다.

차동 증폭기(246)의 동작을 설명하기 위해, 만약 발진기(22)의 출력 위상이 진행한다면 믹서(236)로 가해진 신호 T1 및 E1은 위상이 더욱더 가까워지고 이들의 곱은 증가해서 결국 차동증폭기(246)의 비-반전 입력으로의 입력신호가 증가할 것이며, 반면에 입력신호 E1와 관련된 템플레이트 신호 T2에 대한 상기의 진행 영향은 이들의 일치하는 부분이 감소하도록 할 것이며 믹서(238)곱 출력이 감소하도록 할 것이고 따라서 차동증폭기(246)의 반전입력으로 감소된 전압 입력이 가해지도록 할 것이다. 그 결과로 차동증폭기(246)의 출력은 포지티브 방향으로 구동될 것이며, 이같은 극성의 신호가 발진기(227)가 지연되어지도록 할 것이다. 만약 변화가 반대 방향으로 일어난다면, 그 결과는 차동증폭기(246)의 비-반전 입력보다 보다 높은 전압이 반전입력으로 가해지도록 하게할 것이며 이는 출력 신호가 감소하도록 하고 발진기(227)를 반대 방향으로 구동할 것이다. 이같은 방식으로, 입력신호의 변조에서 직접사용되는 거의 평균 위상 로크가 입력신호 EA와 템플레이트 신호 TA 사이에서 실시된다. 여기서거의(평균 위상로크)라함은 차동증폭기(246)의 출력이 발진기(227)의 제어입력으로 가해지기전에 저역 통과 필터(253)를 통과하게 됨을 의미하는 것이다. 저역통과필터(253)의 차단 주파수는 그것이 위상이동을 실시하기 위해 상당히 많은 수의 펄스(예를 들어 10에서 0.001 Hz까지로)를 택하도록 세트된다. 그 결과로, 발진기(227)의 응답은 그것이 파형 T1을 발생시키는 출력을 제공하도록 하며 따라서 파형 TA는 변조 영향에 관련해서 위치가 비-가변적이도록 한다. 이같은 제한을 염두에 두고, 그리고 입력 신호의 동기식 탐지를 획득하기 위해 템플레이트 발생기(234)의 출력 T1은 템플레이트와 입력신호의 주 로브 기간 P의 1/4에 달하는 기간 동안 지연되며, 이는 입력 신호 EA가 있는 신호 TA로서 곱셈믹서(226)로 가해진다. 하기에서 설명되는 바와 같이, 결과의 지연된 신호 TA는 입력신호 EA와 거의 동기화에 가까워 지며, 따라서 멀티플라이어(226)의 출력은 기본적으로 최대 신호출력을 제공한다. 믹서(226)의 신호입력에서 단순히 어떠한 신호도, 혹은 한 잡음신호도 없는 경우에 입력신호들 EA 사이에 제4도에서 도시된 정확히 40 밀리세컨드의 경과 시간이 있으며, 출력에서의 최소 시간편차가 믹서(226)로부터 나타난다.

믹서(226)의 신호출력은 적분기(250)에서 통합되며, 출력신호가 증폭기(252)에 의해 0.05 인수로 곱해진다. 증폭기(252)의 이같은 1/2 전압출력은 비교기(254)의 반전 입력으로 가해지며, 이같은 전압이 적분기(250) 피이크 출력의 1/2을 나타낸다. 동시에, 적분기(250)의 두 번째 출력은 지연장치(256)를 통해 비교기(254)의 비-반전 입력으로 공급되며, 지연은 증폭기(252)와 비교기(254)의 동작을 안정화시키기 위해 요구되고, 이같은 함은 이들 두 유닛의 가변 동작과는 구속되지 않는 효과적인 비교신호 크기를 획득하고자 하는 것이다. 비교기(254)의 출력은 기본적으로 입력신호 EA의 위치에 따라 변화하는 정확한 시간 표시기를 대표하는 것이다. 이는 다음에 플립-플롭(258)의 리세트 입력으로 가해지며, 한 세트 입력이 지연(232)의 출력으로부터 제공되고, 이때의 지연출력은 저역통과필터(253) 때문에 입력신호들 사이의 평균간격을 나타내는 것이고, 따라서 비교기(254)의 변조에 의해 제어되는 시-가변 출력신호가 관련될 수 있는 기준을 제공할 것이다. 이는 지연회로(232)의 출력 덕택에 플립-플롭(258)으로의 세트 입력으로 제공되는것과 관련된다. 따라서, 예를들어 플립-플롭(258)의 출력은 기본적으로 저역통과필터(253)에 의해 나타내지는 평균반복속도에 관련된 일정한 시간에 일어나게 될 것이다. 따라서, 플립-플롭(258)의 출력은 상기 입력신호에서 지능변조를 반영하는 한 시간에서 제로로 되돌아 가도록 될 것이다. 따라서 변조에 따라 직접변화하는 일정한 진폭의 펄스 크기를 가지나 같은 펄스 폭을 갖게 된다. 다음에 플립-플롭(258)의 출력은 저역통과필터(260)를 통해 공급되며, 이는 펄스폭 복조와 진폭 신호 변조로부터 신호를 번역하며, 이는 다음에 확성기(262)에 의해 재생되게 된다.

전송기(10)의 이진 순서 발생기와 수신기를 위한 이진 순서 A발생기(228)가 기본적으로 동기화하여 동작된다고 가정하면, 송신기(10)의 발생기에 의해 실시되는 시간위치 디더(dither)는 신호의 위치를 바꾸는데 영향을 미치지 않을 것이다.

상기에서 제의된 바와 같이, 동기화를 보장하기 위해, 송신기 이진 순서발생기의 시작과 관련해서 송신기와 수신기 사이의 몇가지 형태의 신호전송이 요구된다. 이는 보조송신기에 의해 또는 해독장치에 의해 행하여지며, 송신기 이진 순서 발생기의 한 순서와 수신기의 이진 순서 발생기(228)를 위한 한 시작신호의 결론에 의해 제공된다. 상기의 결론이 없을때에는 자유로운 실행모드로, 짧은 코드의 경우 그리고 비교적 저잡음 크기에서 비교적 짧으며, 긴 코드의 경우 그리고 잡음이 심각한 문제가 되는 경우에는 동기화를 위해 긴 기간이 요구하여지게 되는 템플레이트 발생기의 동작에 의해 동기화가 일어날 것이다. 필요에 따라서, 수신스테이션이 본래의 송신 스테이션으로 동기화가 달성되었음을 알리는 신호를 되 전송하기도 할 것이다.

상기에서부터, 본 발명이 통신을 위한 값싸고 실질적인 시 영역시스템을 제공하였음을 알 수 있다. 예를들어 1 나노세컨드의 펄스들사이가 40 마이크로세컨드이도록 짧은 펄스가 반복속도로 전송됨이 설명되었으나, 본 발명은 보다 긴 시간동안 분리 되어질 펄스 그룹이 전송되어짐을 생각할 수도 있는 것이다. 따라서, 예를 들어 8-비트 세트가 한 그룹으로 전송되며 이때 상기 그룹내에는 변조로 이들 다중위치의 이동을 탐지하기 위해 펄스들사이에 공간이 있다고만 할 수 있는 것이다. 이같은 배치에 의해 전송되는 지능정보는 256배까지 증가될 것이며, 잡음으로부터의 상기 분리가 이같은 기술과 관련된 기술에 의해 상당히 개선될 수 있었다.

제5도는 범위(range)를 결정하기 위한 본 발명의 레이다 시스템을 설명하는 것이다. 송신기(239)의 제6a도에서 도시된 바와 같은 임펄스-응답식, 또는 임펄스, 안테나(200), 또는 안테나(201)는 0.050인치씩 인접하여 떨어져 있는 베이스를 갖는 삼각형 요소 A 및 B를 포함한다. 각 요소의 베이스에 수직인 크기와 베이스의 크기는 거의 4-1/2인치이며 제6도 및 7도에서 상세히 설명된다. 대개 한 반사기가 제8도에서 설명된 바와 같이 사용될 것이다. 선택에 따라서는, 제6a도에서 도시된 바와 같이 베이스가 2-1/4인치로 줄어들며 엘리먼트가 제6a도에서 도시된 바와 같이 반으로 줄어든다. 그러나 공급 포인트로부터 한 에지까지의 경로 길이는 두 경우에 같다.

송신기는 제어(310) 장치에 의해 제어된다. 이는 예를 들어 초당 10,000버스트의 전송신호 버스트의 타이밍을 결정하는 전송순서 제어부분(312)을 포함하며, 이 경우에 전송순서 제어(312)는 리이드(314)에서 10,000Hz로 한 출력을 발생시킨다. 발진기(316)는 예를 들어 20MHz의 보다 높은 속도로 동작된다.

전송순서 제어(312)의 신호출력은 송신기(318)의 출력과 수신기 기능의 타이밍 모두를 조정하기 위해 마스터 펄스로서 사용되는 실제 펄스이도록 하기 위해 발진기(316)의 특정 펄스 출력을 선택하도록 사용된다. 이에 대해서는 하기에서 상세히 설명된다. 발진기(316)로부터 낮은 타이밍의 불명확함을 갖는 동작펄스를 확실하게 반복적으로 선택하기 위해, 상기의 선택은 제어장치(312)로부터의 한 초기신호 이후 발진기 펄스 간격의 한 파편 또는 몇 개의 파편이 된다. 이같은 선택은 D-타입 플립-플롭(318)(320)(322)을 사용하는 제어 순서를 통해 만들어진다. 따라서, 리이드(314)를 통해 송신 순서 제어 펄스가 플립-플롭(318)의 클럭 입력으로 적용된다. 이는 플립-플롭(318)의 Q 출력이고 상태로 전이되도록 하며, 이는 플립-플롭(320)의 D 입력으로 가해진다. 뒤이어, 발진기(316)의 출력은 플립플롭(320) 클럭 입력에서의 한 전연을 부과한다. 이때에, 플립-플롭 D 입력의 고-크기는 Q 출력으로 전송된다. 유사하게 플립-플롭(320)의 Q 출력은 플립-플롭(32)의 D 입력으로 제공되고, 상기 발진기(316)로부터의 펄스 다음 전연은 플립-플롭(32)의 not-Q 출력이 저로 가게하며 따라서 전송-수신 사이클의 시작을 개시하도록 한다.

전송 모드에서, 플립-플롭(32)의 not Q 출력은 한 입력으로 아날로그 프로그램가능 지연(313)으로 그리고 계수기(315)로 공급된다. 예를들어, 계수기(315)는 플립-플롭(322)의 not Q 출력에 응답할 것이며 예를들어 356과 같은 선택된 숫자까지 계수하고 다시 계수하기 위해 재순환된다. 이진출력은 한 주소로서 메모리유닛(317), ROM 또는 RAM으로 공급되며 숫자의 주소 순서 또는 무작위로 선택된 순서로 한 번호를 저장한다. 결과적으로, 어드레스됨에 따라 이산의 출력번호가 D/A 변환기유닛(321)으로 공급된다. D/A 변환기유닛(321)은 입력숫자에 비례하는 한 아날로그 신호출력을 제공한다. 이같은 출력은 D/A 변환기(321)로 부터의 신호에 비례하는 양만큼 플립-플롭(322)로부터 펄스들의 지연동안 프로그램 가능 지연 유닛(313)을 순서적으로 동작시키도록 사용된다. 지연의 범위는 펄스들사이의 공칭 타이밍에 달려있으며, 이 경우에 300 나노세컨드까지이고, 실질적으로는 99 나노세컨드까지이다. 프로그램가능 지연 유닛(313)의 지연된 출력은 다음에 그것이 수신하는 각 펄스로 200 나노세컨드의 고정된 지연을 제공하는 고정된 지연 유닛(324)으로 공급된다. 트리거발생기(323), 예를들어 애벌랜치모드 작동식 트랜지스터는 구동되어질 송신기에 따라 예를 들어 레이저에 의한 유사한 광출력 응답 또는 10,000Hz 속도의 급하게 상승하는 전기적 출력을 제공할 것이다. 본 발명의 한 특징에 따라, 트리거 발생기(323)는 자외선 레이저일 것이다. 어떠한 경우에도, 트리거 발생기(323)의 펄스는 스위치(335)로 공급되어 이를 신속하게 켤수 있으며, 스위치(335)는 예를들어 전기적으로 동작되거나 광섬유(327)를 통해 자외선 레이저 트리거링 장치에 응답하여 다이아몬드 스위치와 같은 광작동 스위치일 수 있다. 중요한 것은 이것이 나노세컨드 혹은 그 이하의 기간에 절환할 수 있어야 한다는 것이다. 다음에는 앞서 저항기(R1 및 R2)를 통해 전원 B로부터 충전되어진 예를들어 100-5,000볼트인 전원 B로부터 충전된 방전안테나(200)로 스위치(절환)된다.

임펄스 안테나(200 또는 200a)(제6a도)는 안테나로 계단식 전압 변화가 적용되는 스위치 어셈블리(315)에 의해 온 또는 오프되거나 계속해서 온, 오프되기도 한다. 이는 트리거될 때마다 기본적으로 짧은 버스트 신호(329)를 전송하므로써 응답한다. 이들 버스트 신호는 제8도 및 9도에서 도시된 바와같이 안테나의 직접적인 변환을 통해 또는 단순히 제1도에서 안테나(200) 또는 제6a도에서 안테나(200a)에 의해 도시된 바와 같은 전방향성의 안테나에 의해 공간내로 전송되게 된다.

한 표적(목표)로부터의 신호 복귀는 대개 예를들어 전송 안테나와 같은 수신 안테나(200)를 통하여 전송기(319)가까이 또는 전송기와 함께 위치하는 수신기(326)에 의해 수신될 것이다. 수신된 신호는 증폭기(328)내에서 증폭되며 지연라인(336)에 의해 구동된 템플레이트 발생기(332)로부터의 한 신호와 함께 믹서(330)로 공급되며, 이는 구조가 반 주기를 이루며, 시간이 선택된 범위에서 한 표적으로부터의 한 신호의 예정도달 시간과 일치하는 신호를 발생시키도록 한다.

믹서(330)는 두 개의 입력신호를 곱하도록 하며, 시간상(timewose) 그리고 유사하거나 유사하지 않는 극성을 갖는 일치된 신호들과 함께 상기의 범위에 한 표적을 나타내는 유효한 한 통합 출력이 있다. 믹서 및 다음의 회로는 다른 범위를 대표하는 다음에 도달하는 신호에 대해 재사용되며, 이같은 범위 또는 시간 간격은 아래에서 설명되는 범위에서 수신 및 통합에 대한 완전한 처리시간에 충분하게 된다. 추가의 유사한 혼합과 다음의 회로 세트는 한 세트에 대해 가능한 레인지(범위) 슬롯을 채우도록 사용된다.

여기서의 목표는 통합에 의해 실시되는 바의 다수의 신호 샘플링을 기초로한 목표의 존재 또는 부재를 결정하는 것이며, 여기서 진정한 목표는 존재하지 않으며, 템플레이트 발생기(332)로부터 신호를 수신하는 시간과 일치하는 믹서(330)에 의해 수신된 신호의 출현은 전형적으로 크기뿐 아니라 극성까지도 변화하는 신호를 발생시킨다. 이같은 시스템은 동시가 아니라 일정시간이 흐른뒤에 간섭성 신호의 우위, 타임 도메인 전송의 부면(facet)에 응답하여 지능을 결정한다. 다음에, 템플레이트 발생기가 한 템플레이트 버스트를 발생시킴이 중요하며, 이는 더 이상 유효신호가 수신되는 것이 아니며 시간에 있어서 일정한 유사한 또는 반대 극성의 관계를 갖게 된다. 상기에서 논의된 바와 같이, 템플레이트 신호와 이같은 관계를 갖지 않는 수신된 신호는 상당히 감쇄될 것이다. 한 신호로서 템플레이트 신호는 단순히 한 극성 버스트 신호이다. 이것이 설명된 시간관계를 유지한다고 하면, 유효한 탐지가 실시될 수 있다.

설명의 목적을 위해, 전송 안테나(200) 또는 (200a)로 부터의 신호 버스트 뒤 고대된 신호복귀에 대한 단일시간 슬롯에 관심이 있다. 따라서, 템플레이트 발생기(332)는 송신기의 타이밍의 함수로서 구동된다. 이를 달성시키기 위해, 지연계수기(335)와 파인(fine) 지연 프로그램가능 지연라인(336)이 사용된다. 다운계수기(335)는 리이드(338)에서의 한 제어 입력뒤에 발생되는 발진기(216)로부터의 펄스출력, 즉 프로그램 가능한 지연 유닛(313) 출력 숫자를 세내려간다. 그 뒤 발진기(316)로부터 수신된 펄스의 이산-숫자는 제어장치(310)의 리이드(340)에서 부하계수기(341)로부터의 한 출력 X에 의해 다운계수기(335)내에서 프로그램 가능하며, 한 종래의 장치에서 이진계수가 다운계수기(335)내로 부하된 제어장치(310)에서 발생된다. 한 실시예에서, 안테나(200a)로부터의 한 신호의 전송이후에 175 나노세컨드가 지난뒤에 복귀가 일어나는 때를 생각한다. 이를 달성하기 위해, 다운계수기(335)내로 숫자 7을 적재하며, 이는 발진기(216)의 펄스 출력이 7을 계수할 것임을 의미하며, 각각의 50 나노세컨드씩 떨어져 있게 된다. 따라서 다운계수기(335)에서는 350-나노세컨드의 지연이 달성되며, 지연유닛(324)에 의해 주사되는때 200 나노세컨드를 감하게 되고, 우리는 이미 전송 안테나(200) 또는 (200a)에 의해 버스트의 전송이후 150 나노세컨드에서 발생되는 다운계수기(335)의 출력을 갖게될 것이다. 175 나노세컨드의 정확한 타이밍을 획득하기 위해, 추가의 지연이 프로그램가능 지연선(336)에 의해 실시되며, 이는 그 7의 계수가 종결되는 때 다운계수기(335)의 출력에 의해 트리거된다. 이는 리이드(Y)에서의 제어장치(310) 부하지연(342)에 의해 종래의 방식으로 프로그램되며, 따라서 실시예에서는 프로그램된 프로그램가능 지연선(336)을 가져서 25 나노세컨드 만큼 그것으로 제공된 한 입력 펄스를 지연시키도록 한다. 이와같이하여, 프로그램가능한 지연라인(336)은 템플레이트 발생기(332)로 전송안테나(200)에 의해 전송된 후 175초가 지난뒤에 한 펄스 출력을 제공한다. 따라서 템플레이트 발생기(332)는 예를들어 포지티브 반 사이클 또는 구형파 펄스를 믹서(330)로 제공하거나 포지티브 및 네가티브 익스커션의 이산 순서 또는 패턴을 제공하도록 시간이 맞추어진다.

믹서(330)의 출력은 아날로그 적분기(350)로 공급된다. 템플레이트 신호의 시간이 조절된 존재중에 템플레이트 신호와 수신된 신호 사이의 이산 네트 극성의 유사와 비유사가 있다고 하면, 템플레이트 신호의 기간중에 아날로그 적분기(350)는 한 이산 전압 출력을 제공할 것이다. 만약 수신된 신호가 그것에 부과된 한 목표 신호로 바이어스되지 않는다면, 이는 시간상으로 네가티브 내용만큼 많은 포지티브 내용을 포함할 것이며, 따라서 템플레이트 신호와 곱하여지는때, 그곱은 이같은 특성을 따를 것이고, 마찬가지로 적분기(350)의 출력에서는, 네가티브에서와 같은 많은 포지티브 이산 곱셈이 있게될 것이다. 반면에, 목표신호의 내용에 있어서는 한방향 또는 다른 한 방향으로의 바이어스가 있게 될 것이며, 이는 다른 한 극성보다 한 극성을 갖는 아날로그 적분기(350)의 보다 많은 출력이 있게될 것임을 의미하는 것이다. 아날로그 적분기(350)의 신호출력은 증폭기(352)에서 증폭되며, 곱셈 처리와 동기되어서, 아날로그 적분기(350)로부터 발생되는 이산 신호는 샘플 및 유지(354)에 의해 이산적으로 샘플되고 유지되게 된다. 다음에 이들 샘플이 각 샘플을 디지털화하는 A/D 변환기(356)로 공급되고, 샘플과 유지 유닛(354)에 의해 요구된 처리시간을 고려하여 지연유닛(358)에 의해 제공된 40 마이크로세컨드의 고정된 지연이후에 이를 실행한다. 디지털식으로 눈금이 조정된 이산(dlscrete)포지티브 및 네가티브 신호 크기는 A/D 변환기(356)로부터 디지털 적분기(362)로 공급되며, 디지털 적분기(362)는 다시 디지털 식으로 이들을 합산하여 한 목표가 선택된 범위내에 있는지를 나타내게되는 한 극성 또는 또다른 극성의 유효 네트전압이 있는가를 결정하도록 한다. 전형적으로 10,000 또는 1000까지의 전송인 다수의 전송이 순서대로 실시되게되며, 같은 신호의 수신 전이 시간이 관찰되며, 유사한 전송중에 발생되는 어떠한 신호도 디지털 적분기(362)에서 통합되게 되며, 이와 같이 하여 임의 극성 때문에 효과적으로 통합이 되지 않는 비동기화된 주위 신호로부터 신호의 회복을 가능하게 한다.

디지털 적분기(362)의 출력은 지연선(336)( 및 지연(358)으로 부터의 한 적절한 신호에 의해 시간상 동기화된 표시장치(364)에서 표시되며, 따라서 이같은 표시장치는 신호복귀의 시간 또는 거리가 레이다 유닛의 거리 관점으로 표시될 수 있도록 한다.

제6도 및 7도는 안테나(200)의 측면과 정면을 도시한 것이다. 지적되는 바와 같이, 안테나 요소 A와 B는 매우 가까이 인접해 있는 베이스를 갖는 삼각형의 구조를 하며 스위치(225)가 도시된 요소의 베이스로 연결된다. 일례로서, 그리고 상기에서 설명된 바와 같이, 양질의 버스트 신호가 나노세컨드 또는 그 이하로 발생되는 계단식 전압 변화를 갖는 임펄스로부터 방출되며, 여기서 각 요소의 베이스는 대략 4-1/2인치이고 각 요소들의 높이는 거의가 같다. 선택에 따라 안테나는 모든 경우에서처럼 제6a도에서 도시된 것과 같을 수 있으며, 이때의 안테나(200a)는 절반으로 슬라이스되어서 2-1/4인치의 베이스 크기를 갖도록 된다. 제6,7 또는 6a도에서 설명된 안테나는 어느것이나 어느한 도면에서의 안테나로 사용될 수 있다.

제8도 및 9도는 이경우에는 16인 안테나(200)과 같은 여러개의 안테나 요소 세트가 사용되는 안테나 어셈블리를 개략적으로 설명한 것이며, 각각이 9인치의 선단간 안테나 요소 거리에서 대략 3인치 거리만큼씩 금속 편향기(200a)로부터 전방을 향해 간격이 떨어져 있다. 안테나들은 절연의 스텐드오프(stand off)(300b)에 의해 받쳐지며, 스위치(325)(전송모드)는 통상 반사경(300a)의 배면에 있을 수 있는 소스(323)를 트리거하므로써 공급되도록 도시되고, 따라서 이같은 위치를 지나 전송선으로 흐르게 되는 스트레이 방사선이 효과적으로 차폐된다. 다수 안테나는 조화있게 동작될 수 있으며, 즉 이들 모두가 트리거되고(전송기의 경우), 유사한 타이밍으로 결합되어지고 어떠한 경우에도 안테나는 전체적으로 안테나 배열 또는 반사경 표면에 수직인 경로를 갖게 된다. 선택적으로, 광선의 조향을 실시하는 것이 바람직할 때에는 조합에 의한 타이밍, 또는 트리거 장치(수신 및 전송)가 가변된다. 따라서, 예를들어 수신과 관련해서, 한 칼럼내 모든 안테나의 출력이 유사한 타임 포인트에서 결합되는 동안 다른 칼럼으로부터의 출력은 모든 신호의 최종 결합 이전에 지연될 수 있다. 이같은 지연은 단순히 리이드 길이에 의해 결정될 수 있으며, 일반적으로 여러효과가 거의 제한없는 조합으로 달성될 수 있다.

선택에 따라, 안테나 요소는 엔드-파이어(end-fire) 형식으로 배치되며 여기서 각 요소가 반사경이 있거나 없이 구동된다. 이들은 제9a도 및 9b도에서 도시된 바와 같이 배열될 수 있으며, 4개의 엔드-파이어 유닛 Y1,Y2,Y3 및 Y4가 사용되고 공통된 한 반사경 정면에 놓이게 된다. 선택에 따라 반사경이 생략될 수 있으며, 혹은 흡수장치가 후진 파를 흡수하도록 위치하게 된다.

제10도는 전송 스위치를 개략적으로 설명하며, 기본적인 스위칭 요소는 애벌랜치 방식으로 동작되는 트랜지스터(400)이고, 트랜지스터의 에미터와 컬렉터는 같은 저항기(402)를 통해 안테나(200)의 안테나 요소 A 및 B로 연결되며, 저항기는 예를들어 각각 25 오옴이게된다(제6a도에 도시된 안테나의 경우 이는 배가된다) 애벌랜치 트랜지스터(400)의 트리거 사이 시간에는, 예를들어 150볼트인 트랜지스터(400)의 애벌랜치 동작점과 동위인 D.C. 전압으로 충전된다. 충전은 플라스 및 마이나스 공급단자로부터 같은 저항기(404)를 통해 안테나 요소 A 및 B로 실시된다. 펄스 변압기(408)의 일차권선은 제5도의 트리거회로(323)로부터처럼 한 트리거 펄스를 공급받으며, 그 이차권선은 트랜지스터(400)의 베이스와 에미터 사이에서 연결된다. 전형적으로 트리거 펄스를 위한 전송선은 동축 케이블(410) 형태를 한다. 트리거 되었을 때, 트랜지스터(400)는 안테나 요소 A 및 B를 단락시키며 안테나(200)(또는 안테나(200a))로부터 한 신호전송을 발생시킨다.

제11도는 이경우에 일정한 전류 전원을 통해 안테나 요소 A 및 B로 충전 전압을 적용시키는 한 변형된 형태를 설명하며, 충전 전압은 동축 케이블(412)을 통해 콘덴서를 가로질러 적용되고, 이는 상기에서 설명된 바와 같이 연결된 변압기(408)로 트리거 전압을 공급하기도 한다. 예를들어, 플라스전압은 대체로(도시되지않은) 원격한 위치로부터 동축 케이블(412)의 내측 도선으로 공급된다. 이같은 전압이 다음에 펄스변압기(408)의 이차권선과 1K 오옴의 크기를 갖는 저항기(414)를 통해 동축 케이블의 내측 전도선으로부터 스위칭 트랜지스터(400)로부터 공급되는 바이어스 전압(예를 들어 150 볼트)을 견딜수 있는 능력을 가진 트랜지스터(416)의 콜렉터로 결합된다. 플라스 전압은 역시 예를 들어 220K 오옴을 갖는 저항기(418)를 통해 트랜지스터(416)의 베이스로 가해진다. 일정한 전류제어를 실시하는 한 제어회로가 제너 다이오드(420)에 의해 형성되며, 이 제너 다이오드를 가로질러 콘덴서(422)가 있고, 제너 다이오드는 예를들어 7-1/2볼트의 전압이 걸리게 된다. 이같은 전압이 다음에 트랜지스터(416)의 에미터로 가변저항(424)을 통해 가해지며 베이스와 에미터사이에서 일정한 전압을 세트시키도록하고 이에 의해 트랜지스터(416)의 에미터-콜렉터 회로를 통해 일정한 전류흐름 속도를 세트시키도록 하고 따라서 안테나로도 마찬가지로 적용되도록 한다. 대개, 이는 트랜지스터(400)에 의해 스위치 방전 사이의 시간중 약 90%를 안테나(200)에서 전 전압충전을 실시하도록 세트된다. 따라서 조절된 충전전류는 저항기(406)를 통해 안테나 요소 A 및 B로 공급된다. 이경우에, 방전, 정합, 부하 저항기(402)는 직접 트렌지스터(400)와 안테나 요소 A 및 B 사이에 연결된다.

제12도는 광 응답 애벌랜치 트랜지스터(424)와 같은 스위치로서 광응답 요소의 사용을 설명하며, 선택적으로 벌크(bulk) 반도체장치 또는 다이아몬드와 같은 벌크 수정재료가 스위치로서 사용되고 벌크 재료의 맞은편에서 스위칭 단자가 있다. 구동회로는 전기적 트리거 장치대신 광섬유(426)가 단자들 사이에서 절환을 실시하기 위해 고로부터 저로 빠른 변화를 제공하는 광 응답 재료로 한 광 입력을 제공하는 것을 제외하고는 제10도에서 도시된 것과 유사하다. 제13도는 그것이 도시된 바와 같은 광 응답 트랜지스터와 같은 광 응답절환(스위칭) 요소(424)를 갖는 일정한 전류전원을 사용하는 점에서 제11도 및 12도 모두와 유사하다. 트리거 신호를 불러들이기 위한 동축 케이블이 없기 때문에, 다른 수단이 바이어스 전압을 위해 제공되어야 한다. 어떤 적용에서는 이것이 D.C.-D.C변환기가 있는 충전지일 수 있으며 따라서 플라스 및 마이너스 단자에서 바람직한 높은 전압원을 제공하도록 한다.

제14도 및 15도는 여러 스위칭 요소의 사용을 설명하며, 실제로 각 도면에서는 콜렉터-에미터가 저항기(402)와 안테나 요소 A 및 B에 직렬로 연결된 두 개의 애벌랜치 방식으로 동작되는 트랜지스터(250)(252)가 도시되어 있다. 지적되는 바와같이 트리거 변압기(254)의 분리된 변압기 이차권선은 분리해서 애벌랜치 방식 트랜지스터를 트리거 하도록 사용된다. 변압기의 일차권선은 제10도에서 특별히 설명되는 바와같이 대개 동축케이블을 통해 공급된다. 안테나 요소 A 및 B(200 또는 200a)는 도시된 바와 같이 플러스와 마이너스 공급단자로부터 방전이 발생되는 사이에서 충전된다. 제13도는 제10도와 7도에서 도시된 실시예에 대해 설명한 바와 같이 일정 전원의 사용을 설명한다. 실제로 제9도에서 도시된 바와같은 동축케이블을 통한 일정전류전원을 공급한 시스템은 마찬가지로 제14도에서 도시된 회로로 사용될 수 있다.

제16도에서는 특히 장비 검사를 위한 것과 이동목표, 대개는 사람을 탐지하기 위한 레이다 시스템이 설명된다. 송신기(500)는 신호발생기(501)에 의해 발생된 16MHz 클럭신호를 포함한다. 다음에 이같은 신호가 16-디바이드 제산기(402)로 공급되며 1MHz의 출력신호를 제공하도록 한다. 이들 1MHz 출력중 하나가 256까지 계수하며 반복하는 8-비트 계수기로 공급된다. 16-디바이드 제산기(502)의 다른 1MHz는 프로그램가능 아날로그 지연유닛(506)을 통해 공급되며, 각 펄스가 적용된 아날로그 제어 신호에 비례하는 양만큼 지연된다. 아날로그 지연유닛(506)은 계수기(504)로부터의 계수 크기에 의해 조절되며, 이는 D/A 변환기(509)에 의해 이같은 계수에 비례하는 한 아날로그 전압으로 변환되고 아날로그 지연유닛(506)의 한 제어유닛으로 가해진다.

이같은 장치에 의해 16-디바이드 디바이더(502)로부터의 1 MHz 펄스 각각은 한 이산 양 만큼 지연된다. 다음에 펄스가 고정된 지연유닛(508)으로 공급되며, 예를 들어 고정된 지연유닛은 60 나노세컨드만큼 각 펄스를 지연시키어 수신기(510)에 의한 충분한 신호 복귀 처리 시간을 가능하도록 한다. 고정된 지연유닛(508)의 출력은 예를들면 애벌랜치 방식으로 동작되는 트랜지스터인 트리거 발생기(512)로 공급되며, 이같은 트랜지스터는 빠른 상승시간 펄스를 제공한다. 그 출력은 스위치(514)로 공급되며 이때의 스위치는 제10도 또는 11도에서 설명되는 바와 같은 애벌랜치 방식으로 동작되는 트랜지스터이다. 안테나(200 또는 200a)는 플러스와 마이너스 단자에서 제공된 공급전압을 유지시키는 콘덴서(507)(제11도)로부터 저항기(504)를 통해 직접 충전된다.

이제 수신기(510)에 대해서 보면, 안테나(200 또는 200a)와 동일한 안테나(512)가 신호 귀환을 수신하며 이들을 믹서(514)로 공급한다. 믹서(514)는 안테나(512)로부터 수신된 신호를 템플레이트 발생기(516)로부터 국부적으로 발생된 신호와 곱셈시킨다. 템플레이트 발생기(516)는 아날로그 지연유닛(506)과 조절가능 지연유닛(518)의 지연체인(delay chain)회로를 통하여 트리거되며, 고정된 지연(508)과 한 선택된 위치에서 목표로 그리고 목표로부터 경과시간에 의해 달성된 지연의 합계에 달하는 시간에 한 템플레이트 신호의 발생을 달성시키도록 세트된다. 믹서(514)의 출력은 단기 아날로그 적분기(520)로 공급되며 적분기는 각 템플레이트 신호 기간동안 이상적으로 적분한다. 다음에 그 출력이 장기(long-ferm) 적분기(522)로 공급되며, 이같은 적분기는 예를 들어 활성의 저역통과 필터일수 있으며 약 50 밀리세컨동안 혹은 예를들어 약 50,000개의 신호 전송중에 적분한다. 적분기(522)의 출력은 증폭기(524)에서 증폭되며 조절가능한 고역통과 필터(526)를 통해 경보장치(530)로 보내진다. 이같은 장치에 의해 이동하는 목표에 해당하는 A.C 신호만이 필터를 통과하게 되고 고역통과필터(526)가 목표에 대한 낮은 속도 제한을 만들고 저역통과필터(528)는 목표의 높은 속도를 결정한다. 예를들어 고역통과필터(526)는 초당 0.1피이트보다 훨씬 빠른 속도로 목표로부터 신호를 통과시키도록 세트되며 적분기-저역통과필터(522)는 시간당 50마일 이하로 이동하는 목표를 나타내는 신호를 통과시키도록 적용된다. 복귀신호는 이같은 필터들을 통과하며, 경보장치가 작동되게 된다.

제17도는 수신기(610)의 정면 단부부분에 대한 제16도의 수정을 도시한 것이다. 지적된 바와같이, 안테나(200)에는 두 개의 출력이 있으며, 분리된 믹서(650)(652)의 각각으로 하나씩 연결되고, 믹서(650)는 템플레이트 발생기(618)로부터 직접 한 출력을 공급받으며 믹서(652)는 0.5 나노세컨드가 지연된 템플레이트 발생기(618)로부터 한 출력을 공급받는다. 믹서(650)(652)의 출력은 다음에 단기 적분기(656)(658)에서 각각 분리해서 적분된다. 다음에 이들 단기 적분기 각각의 출력은 장기 적분기(460)(462)를 분리하도록 공급되며, 그 이후에 이들의 출력이 차동증폭기(664)에서 결합된다. 차동증폭기(664)의 출력은 다음에 고역통과 필터(626)로 공급되며 제16도와 관련해서 상기에서 논의된 바와 같은 경보장치(630)로 공급된다. 선택에 따라 단일의 장기적분기는 차동증폭기(664)이후에 놓이게 되는 2개의 적분기를 대체한다.

이같은 기술에 의해, 나무와 같은 범위가 넓은 물체와 사람과 같이 범위가 좁은 물체사이의 실시간 미분이 달성된다. 따라서, 이같은 혼합 복귀는 한 이산의 신호를 제공하며, 예를들어1/2 나노세컨드 나중에는 경관(scene)에 아무런 변화가 없게되고, 믹서(650)(652)의 출력에서는 일정한 차이가 있게될 것이다. 그러나 사람이 움직이는 것과 같은 변화가 발생되는 때에는 두 각기 다른 시간에서 발생되는 신호들 사이에서 차이가 발생될 것이며, 따라서 차동증폭기(564)의 출력에서는 차이가 있게될 것이다. 이 같은 출력이 다음에 고역통과필터(526)로 공급되며(제12도) 고역통과필터와 저역통과필터(526)(528)의 요구조건을 충족시킨다고 볼 때 경보장치(530)에 의해 신호가 발생될 신호의 한 이산 변화를 제공하게 된다.

제16도에서 설명된 시스템의 관점에서 볼 때, 수백 피이트 또는 그 이상의 동작 범위내에서 그리고 설명된 바의 속도범위내에서 물체가 언제 움직이는가를 매우 민감하게 분간할 수가 있었다. 예를들어, 선택된 한 측정반경의 대략±1피이트 범위내의 물체 움직임이 시험가능하며 범위를 벗어나는 거리에서는 민감하지 않았다. 사실 이같은 특징이 거짓경보를 말하는 종래기술의 기본적인 문제점을 없애거나 경감시키기 때문에 본 발명 시스템의 동작이 종래의 시스템으로부터 구분되어지게 하는 것이다. 따라서, 예를들면 본 시스템은 빌딩내에 위치할 수 있으며 침입자가 통과해야 하는 빌딩내의 원주위내 움직임을 탐지하도록 세트된다. 이같은 시스템은 빌딩의 바깥에서는 통행인에게 민감하지 않을 것이며, 반면 빌딩에 접근하는 사람을 탐지할 것이 필요하다면, 혹은 빌딩의 안과 밖의 물체에 접근하는 사람을 탐지할 것이 필요하다면, 관심의 주위를 정할 범위를 세트시킴이 필요할 뿐이다. 일반적으로 벽은 어떠한 장애도 주지않는다. 사실, 한 실험에서 거의 4피이트 두께의 싸여진 종이가 관심의 주위내에 있었으며, 이 실험에서 이 장애물의 바로 뒷편 관심의 주위내에 있는 사람의 움직임이 탐지되었다.

따라서 설명된바의 작동은 단순한 수동 또는 자동 조절에 의한 단일의 혹은 주위를 포함하지만, 여러 범위에서의 관찰이 달성될 수 있는 것이다. 범위는 원형의 주위로 표현될 수 있기도 하며, 혹은 방향안테나(반사경이 있는 안테나(200)또는 야기(yagi)-타입 어레이의 사용에 의해서 표현되기도 하고, 불연속 아크에서 관찰할 수 있기도 하다.

제18도는 예를들어 20-30피이트에서 수백 피이트의 반경에 이르기까지 원형의 면적을 커버하는 방향성 작업에 레이다를 사용함을 설명하는 것이다. 이 실시예에서는, 선택된 한 중앙의 위치에서 한 전송 안테나가 위치한다고 생각한다. 이경우에, 비-방향성 또는 전방향성 안테나(700)가 수직 방향을 갖게된다. 그러면 수신 안테나(702)(704)(706)가 그둘레에서 120℃의 각도로 위치하게 된다. 앞서 설명한 바와 같은 한 안테나(200)가 트리거 스위치 전송기(707)에 의해 전원을 공급받는다. 단일의 신호버스트가 송신 안테나(200)로부터 전송된다고 하면, 이는 360°로 공간으로 방사되게 된다. 상기에 설명된 바와같이 몇몇의 선택된 시간에서, 수신기(708)(710)(711)는 상기에서 설명된 바와 같이 템플레이트 신호를 공급받게 되며 따라서 사실상 바로 그 순간에 수신되는 한 신호 에코를 표본추출하도록 한다. 이같은 처리는 시간을 점차적으로 증가시키거나 감소시키기위해 반복될 것이며, 따라서 전이시간 범위를 대표하는 신호가 메모리 유닛(712)(714)(716)내에 저장될 것이다. 다음에 삼각형화의 관점에서 보면 수신기 각각에 대한 전이 시간의 조합을 선택하므로써 공간내의 특별한 위치를 대표하는 메모리 유닛으로부터 저장된 신호를 선택함이 가능하다. 검사의 목적을 위해, 신호의 결과가 한 주사로부터 유도되며 나중에 발생되는 주사는 디지털식으로 감산되고, 따라서 그같은 유닛 범위내의 어떤 점에 있는 목표가 새로운 위치로 이동하며 주사 정보에는 차이가 있게될 것이다. 따라서 이는 무언가가 그같은 면적으로 들어갔음을 신호하게 된다. 일반적으로 이같은 처리는 판독-기록 조정(718)에 의해 조정되며 이는 메모리 유닛(712)(714)(716)을 조정할 것이고 감산을 하기위해 메모리 유닛(712)(714)(716)으로부터 선택된 크기 X, Y, Z 크기를 수신하게될 비교기(720)를 조정하게 될 것이다. 오실로스코프와 같은 표시장치(722)는 레이다 위치에 대한 물체의 변화 위치를 표시하도록 사용될 수 있다.

제19도는 레이다 시스템에 대한 발명의 적용을 설명하는 것이며, 관찰방향에 대한 불연속 평면위치내에 위치한 예를 들어 안테나(200)와 같은 한 송신 안테나가 있고, 세 개의 수신 안테나가 첫 번째 평면과 평행한 평면내에서 거리를 두고 떨어져 있으며, 4번째 수신 안테나가 세 번째 평면내에 위치한다. 따라서 한 목표(표적)에 의해 반사된 송신 안테나(404)로부터의 방사선은 경로길이의 차이에 의해 가변의 시간에서 4개의 수신 안테나에 의해 수신된다. 이같은 시스템은 문자 그대로 인치(inches)를 해결하도록 사용될 수 있기때문에, 극단적인 세부사항들이 복귀(return)로부터 해결될 수 있다. 조정장치(800)가 예를 들어(200)과 같은 송신기에 의한 전송을 조정하며, 송신기는 신호버스트를 송신 안테나(804)로 공급한다. 신호복귀가 안테나(806)(808)(810)에 의해 수신되며, 예를들어 바라보는 방향에 수직인 평면내에 그리고 전송안테나(804)가 위치한 평면으로부터는 분리된 평면내에 위치하여 진다. 4번째 수신 안테나(812)는 바라보는 방향에 수직인 세 번째 평면이며, 따라서 다른 수신 안테나가 위치하게 되는 평면으로부터 분리된 평면내에 위치한다. 이같은 사실에 의해 삼각형화를 통하여 공간내에 목표를 위치시키기 위한 수단이 제공되며, 따라서 삼차원 정보가 표시될 수 있도록 하는 충분한 신호 정보가 유도된다. 수신기(812)(814)(816)(818)로부터 수신된 신호는 신호처리기와 비교기(820)로 분리해서 공급되며 이때의 비교기는 수신된 모든 샘플을 이들의 수신 시간과 관련해서 저장해두기 위한 한 메모리를 포함한다. 이같은 자료로부터, 적절한 비교와 크기 반사도등과 같은 목표 특징에 의해 위치 정보를 계산할 수 있으며 표시기(822)에서 표시될 수 있다.

이상 설명으로부터 본원 발명이 모든 타입의 통신이 가능한 완벽한 임펄스 레이다 시스템을 제공함을 알 수 있다.

Claims (19)

1. 시간 간격이 있는 일련의 펄스를 발생시키기 위한 펄스 발생장치, 이차원적(평면)으로 관찰되는 때 대략 삼각형 윤곽의 한쌍의 요소들을 포함하는 그리고 이들 쌍의 베이스가 평행이며 인접해 있는 임펄스 응답 전송 안테나, D.C. 전력 전원, 그리고 상기 펄스 발생 수단에 응답하며 전술한 D.C. 전력전원에 결합되고 상기 전송 안테나로 적용된 전력상태와 적용되지 않은 전력사이에서 전력을 스위칭하기 위해 안테나의 인접한 베이스사이에서 연결 가능한 그래서 반송파없는 일련의 시간 간격 A.C. 버스트 펄스를 발생시키도록하며 이들을 자유공간으로 전송시키기도 하는 스위칭 수단을 포함하는 무선 송신기, 공간내에 존재하는 반송파없는 상기 A.C. 버스트 신호로부터 유도된 수신된 신호인 한 신호를 수신하기 위한 신호 수신 수단, 상기 수신된 신호와 관련해서 시간-극성 간섭을 갖는 한 템플레이트 신호를 제공하기 위한 간섭 신호 발생수단, 상기 템플레이트 신호와 수신된 신호를 곱하고 곱셈 신호들을 제공하기 위한 신호 혼합수단, 그리고 상기 곱셈 신호에 응답하여 상기 곱셈 신호 전체의 한 선택된 기능인 한 통합신호를 제공하도록 하는 적분수단을 포함하는 무선수신수단, 그리고 상기의 한 통합신호에 응답하여 상기 수신된 신호와 템플레이트 신호사이의 교정을 나타내는 한 출력을 제공하도록 하는 출력 수단을 포함함을 특징으로 하는 타임-도메인역 무선송신장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 간섭 신호 발생수단이 반송파없는 A.C. 버스트 신호의 전송이 발생된 이후에 선택된 시간에서 템플레이트 신호를 제공하기 위해 반송파없는 A.C. 버스트 신호의 전송발생 시간에 응답하는 수단을 포함하며, 상기 출력수단이 템플레이트 신호의 존재 시간에 해당하는 유한의 수신신호 존재를 나타내기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 펄스 발생 수단이 재발생 전기펄스를 제공하기 위한 펄스수단, 상기 펄스수단과 상기 지능신호의 소스(source)에 응답하여 시간간격이 있는 일련의 펄스를 제공하기 위한 변조수단으로서 각 펄스의 적어도 한 이산 에지 영역이 지능(intelligence) 신호의 한 기능으로서 시간위치에서 가변적인 변조수단을 포함함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
4. 제3항에 있어서, 상기의 간섭 신호 발생 수단이 수신된 신호에 응답하여 상기 수신된 신호의 수신 평균 속도로 반복된 템플레이트 신호를 제공하도록하는 수단을 포함하며, 상기의 출력 수단이 상기 지능 신호를 나타내기 위한 관찰가능한 수단을 포함함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 출력 수단이 한 오디오 재생장치를 포함함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 신호 수신 수단이 요소들의 베이스가 평행하며 인접되 있는 대체로 삼각형 윤곽인 한쌍의 요소를 포함하는 모노사이클 수신 안테나를 포함함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 수단이 안테나 스위칭 임피던스를 포함하며, 상기 스위칭 수단이 상기 안테나 요소들을 가로질러 직접 결합됨을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 수단이 적어도 하나의 광 전도성 스위치임을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
9. 전자기 신호들을 송수신하기 위한 적어도 하나의 쌍극 안테나를 포함하고 한 모노사이클 안테나를 포함하는 적어도 하나의 쌍극안테나가 있으며 평면으로 관찰되는 때 대체로 삼각형 윤곽의 한쌍의 요소들을 포함하며 그같은 쌍의 베이스들이 평행하며 인접한 광대역 안테나 수단, 시간 간격의 일련의 펄스를 발생시키기 위한 펄스 발생수단, D.C. 전력소스, 그리고 상기 펄스 발생 수단에 응답하며 D.C. 전력의 소스에 결합되고, 전송안테나로 전력이 적용된 상태와 전력이 적용되지 않은 상태사이의 전력을 스위칭하기 위해 광대역 스위칭 수단의 쌍극자를 가로질러 연결되고 이이 이해 일련의 반송파없는 A.C. 버스트펄스를 발생시키며 이들을 자유공간내로 전송시키도록 하는 스위칭 수단을 포함하는 무선 전송기, 그리고 공간내에 존재하는 반송파없는 A.C. 버스트 신호로부터 유도된 한 수신된 신호를 수신하기 위한 광대역 안테나 수단에 결합된 신호수신수단, 상기의 수신된 신호에 관련해서 시간-극성 간섭을 지니는 템플레이트 신호를 제공하기 위한 간섭 신호 발생 수단, 상기 템플레이트 신호와 수신된 신호를 곱하고 곱셈 신호를 제공하기 위한 신호 혼합 수단, 그리고 상기 곱셈 신호에 응답하여 상기 곱셈신호 전체의 한 선택된 기능인 한 통합 신호를 제공하기 위한 적분 수단을 포함하는 무선 수신기, 그리고 상기 통합 신호에 응답하여 수신된 신호와 템플레이트 신호 사이의 교정을 나타내는 한 출력을 제공하도록 하기 위한 출력수단, 그리고 스위칭 수단과 무선 수신 수단그룹중 적어도 한 수단이 상기 모노사이클 안테나에 결합됨을 포함함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 펄스 발생 수단이 바람직한 패턴에 따라 불규칙적인 시간 간격을 갖는 펄스를 발생시키기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 펄스 발생 수단이 지능 변조의 함수로서 시간 간격을 갖는 신호를 발생시키기 위한 변조 수단을 포함함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 수단이 정상시 높은 저항을 가지나 광을 받게되면 낮은 저항이 되는 한층의 재료, 상기의 전송 안테나의 베이스상에서 상기 베이스에 연결된 한쌍의 전극, 그리고 상기 펄스 발생 수단에 응답하여 상기 전극사이에 비-전도상태에서 전도상태로 전극재료가 전이되는 특성을 갖는 재료층으로 불연속 광선 증분을 적용하기 위한 광 소스 수단을 갖는 트리거수단을 포함함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
13. 제2항에 있어서, 상기 스위칭 수단이 상기 전송 안테나에 인접하여 위치함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 스위칭 수단이 상기 전송 안테나의 베이스에 인접하여 위치하며, 그리고 상기 장치가 광 튜브 수단을 포함하여 트리거 수단으로부터의 광선을 상기 스위칭 수단의 재료로 결합시키도록 함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
15. 제12항에 있어서, 상기 재료가 다이아몬드임을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
16. 제3항에 있어서, 상기 펄스 발생 수단에 의해 발생된 펄스가 시간 간격이 불규칙함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 펄스의 간격이 불규칙적으로 떨어진 시간 간격임을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
18. 제1항에 있어서, 상기 간섭 신호 발생 수단이 상기 펄스발생 수단의 일련의 펄스에 응답함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.
19. 제2항에 있어서, 상기 적분 수단에 응답하여 선택된 주파수 범위에 응답하는 한 신호출력을 제공하기 위한 대역 필터 수단, 그리고 상기 대역 필터 수단의 출력에 응답하여 선택된 속도범위내 선택된 범위에서 이동하는 목표(표적)의 존재를 나타내기 위한 수단을 갖는 출력수단을 포함함을 특징으로 하는 타임-도메인 무선송신장치.